2025年有源滤波器的工作原理及应用.pdfVIP

天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。——《周易》

有源滤波器的工作原理及应用

一、概述

随着电力电子技术的迅猛发展和成熟，电力系统中的大型功率电子装置日益

增多，在提高工业自动化水平和效益的同时，由于是各种使用传统相控整流技术

的大容量非线性负荷，在运行过程中所产生的高谐波和低功率因数的运行状态，

严重危害着电力系统的安全和电网供电质量。针对电网谐波的复杂情况而研发

的有源滤波器作为一款先进的电能质量治理产品，综合了电力电子技术、数字控

制技术、数字信号处理技术等前沿技术，具有较高技术含量。

二、工作原理及容量选择

有源电力滤波器通过电流互感器检测负载电流，并通过内部DSP计算，提

取出负载电流中的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT,控制逆变器

产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中，达到滤

波的目的。

1.改造项目

可以通过对电网的实测，得出谐波电流。需要测试的量有：相电流有效值：

I0,电流总谐波畸变率：THDi,那么可以根据如下的公式得到谐波电流有效值：

上式中，IH表示总谐波电流含量。

2.新设计项目

在变压器二次侧进行集中治理时，可以通过如下公式来估算：

古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。——苏轼

上式中，S表示变压器容量，K表示负荷率，U表示线电压。

一般情况下，K取0.5～0.7之间；而THDi根据不同行业的负载情况取不同

的经验值

三、有源滤波器的发展趋势

有源滤波器是改善供电质量，净化电网污染的一种有效装置，自从七十年代

提出以来，有源滤波技术得到了长足的发展，越来越多的有源滤波器投入了运行，

无论从现实功能还是运行功率上都有明显进步。目前，有源滤波器已经运用在提

高电能质量，解决三相电力系统中终端电压调节，电压波动抑制，电压平衡改善

以及谐波消除和无功补偿等问题上。从近年来的研究和应用可以看出，有源滤波

器的发展前景如下：

（1）随着新型能源的发展，有源滤波器的运用范围得到极大扩展。特别是

新型能源发电后并入电网时，有源滤波器可减少其对电网产生危害。

（2）从成本和效率，以及扩大容量来说，模块化的有源滤波器系统将得到

更加广泛得运用。

（3）有源滤波器装置的多功能化也是其发展的一个方向。有源滤波器在消

除高次谐波的同时，提高电力系统的稳定性，抑制闪变和补偿无功。这样既符合

电力系统发展的需要，又从功能上降低了装置得成本。

四、有源滤波器的应用

1主要应用场合

天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。——《周易》

（1）变频设备的应用场合。随着技术的进步，变频设备大量应用于各类场

合，变频设备会产生大量的谐波，因此，这类场合是有源滤波器主要的应用场合

之一。

（2）不稳定负荷的应用场合。不稳定负荷不是有源滤波器的主要市场，但

它是电力系统一个极其重要的方面，因为不稳定的负荷虽然所占比例不大，但是

它们对电力系统产生的影响却远远大于其它负荷所造成的影响，因此对于该类应

用场合也应作为有源滤波器的主要应用场合之一。

（3）钢铁厂。钢铁厂的电弧炉、轧钢机等是主要的谐波发生设备，且主要

是冲击性负荷，对钢铁厂附近的其它负荷有很大影响。同时，谐波问题对钢铁厂

无功补偿的影响很大，所以应以无功补偿和谐波治理同时处理作为目标。